廢舊電池回收
背景介紹
? ? ? ?在現(xiàn)代社會(huì)中，電池已成為我們?nèi)粘Ｉ畈豢煞指畹囊徊糠郑瑥墓I(yè)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)到智能手表、筆記本電腦、玩具，電池的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。由于電池的低維護(hù)性、通用性、低成本等特點(diǎn)，全球電池消費(fèi)的增長(zhǎng)預(yù)計(jì)將持續(xù)。近十年來(lái)，鋰離子電池是當(dāng)今便攜式設(shè)備的主要電源，其應(yīng)用目標(biāo)正從小型信息技術(shù)移動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)向大型電動(dòng)汽車(chē)和能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。中國(guó)已成為世界上最大的鋰電池生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)。截至2017 年底，中國(guó)新能源汽車(chē)保有量已經(jīng)超過(guò)170 萬(wàn)輛。新能源汽車(chē)的核心是動(dòng)力電池，按照不同的使用場(chǎng)景，電池的壽命在3~5 a，因此，未來(lái)將有大量動(dòng)力電池報(bào)廢。2019 年中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量預(yù)估為100.2GWh，而回收量約14.1 GWh，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)60萬(wàn)t，回收8.31萬(wàn)t。未回收的電池最終會(huì)流入廢物流，產(chǎn)生大量的廢舊電池。廢電池外殼的磨損和腐蝕會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)具有腐蝕性的電解質(zhì)以及重金屬等物質(zhì)泄漏，它們的毒性、豐富性和持久性以及重金屬的富集作用會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體造成極大的危害。
電池回收技術(shù)
? ? ? ?動(dòng)力電池回收方式有兩種：即梯次利用和拆解回收，磷酸鐵鋰適合先梯次利用再拆解回收，三元電池適合直接拆解回收。在1C 倍率下正常放電時(shí)，磷酸鐵鋰電池的容量衰減速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于三元電池，當(dāng)電池容量衰減到80%后，從汽車(chē)上退役下來(lái)的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù)，因此具備較高梯次利用價(jià)值。而三元電池的原材料中含有高價(jià)值的金屬元素，其拆解回收價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰電池。
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? ? ? ?梯級(jí)利用是動(dòng)力電池回收的主流方向，但目前技術(shù)掣肘，尚以試點(diǎn)項(xiàng)目為主。
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? ? ? ?梯次利用由于其存在20%~80％能夠用作其他領(lǐng)域的可用容量，所以相較于直接拆解經(jīng)濟(jì)效益更大，是未來(lái)電池回收利用的主流方向。但目前梯次利用存在流程較長(zhǎng)、關(guān)鍵技術(shù)待突破、技術(shù)規(guī)范不足、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失、安全性及穩(wěn)定性難以保障等問(wèn)題，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)價(jià)值尚未體現(xiàn)。
電池回收工藝
物理回收技術(shù):
? ? ? ?將廢舊動(dòng)力電池內(nèi)部成分如電極活性物質(zhì)、集流體和電池外殼等組分經(jīng)過(guò)破碎、過(guò)篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類(lèi)等一系列手段得到有價(jià)值產(chǎn)物然后再進(jìn)行下一步回收的過(guò)程。核心工藝為粉碎篩選后進(jìn)行材料修復(fù)是比較純粹的物理過(guò)程。
濕法回收技術(shù):
? ? ? ?將廢舊電池拆解預(yù)處理后溶于酸堿溶液中萃取出部分有價(jià)值金屬元素再經(jīng)過(guò)離子交換法和電沉積等手段提取出剩余有價(jià)值金屬。濕法核心工藝是對(duì)電極粉加入化學(xué)試劑浸出和提取。
火法回收技術(shù):
? ? ? ?剝?nèi)ル姵赝鈿㈦姵貎?nèi)芯與焦炭、石灰石混合經(jīng)還原焙燒得到金屬鋰、鈷、鎳、鋁等組合成碳合金；電解質(zhì)中的氟、磷等被固化在爐渣中可用于建筑材料或混凝土的添加劑。然后進(jìn)行深加工處理，整個(gè)過(guò)程在高溫下完成。火法核心工藝是高溫?zé)峤鈴亩玫浇饘傺趸铩?/p>
廢舊電池解決對(duì)策
? ? ? ?針對(duì)電池料中錳的去除，與原有電解二氧化錳工藝相結(jié)合，通過(guò)電解產(chǎn)生氧自由基及氧氣，氧化二價(jià)錳，生成二氧化錳。此種方法雖比以往能耗高，但其效率高，其產(chǎn)生的電解二氧化錳也可作為一種高附加值的產(chǎn)品銷(xiāo)售，與之前純度較低的產(chǎn)品相比仍有不少優(yōu)勢(shì)。
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? ? ? ?對(duì)于含有機(jī)物造成COD 值較高的廢水，采用蘭炭吸附與芬頓氧化的方法進(jìn)行去除廢水中有機(jī)物。減少?gòu)?fù)雜的污水處理流程，在不使用生物池的條件下，能大量、高效地處理廢水，使廢水達(dá)到進(jìn)入MVR 蒸發(fā)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。
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? ? ? ?采用MVR 對(duì)進(jìn)行有機(jī)物去除后的硫酸鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)結(jié)晶出的硫酸鈉經(jīng)干燥裝置干燥后得到無(wú)水硫酸鈉產(chǎn)品鹽，可進(jìn)行銷(xiāo)售產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
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